TEKNOLOGI PENGUJIAN NONDESTRUKTIF (NDT) …forda-mof.org/files/1. PPT LKS-NDT 2012 Gabungan.pdf ·...

22/06/2012

1

TEKNOLOGI PENGUJIAN NONDESTRUKTIF (NDT)

UNTUK MEMANTAU KESEHATAN POHON

HUTAN

Lina Karlinasari dan Dodi Nandika

Departemen Hasil Hutan

Fakultas Kehutanan

Institut Pertanian Bogor

Seminar Kesehatan Hutan, Bogor 14 Juni 2012

Pendahuluan

Seminar Kesehatan Hutan

Pengujian dan evaluasi nondestruktif (nondestructive testing / evaluation, NDT/E) terhadap berbagai bahan baku terus berkembang

Dua alasan riset NDT/NDE pada kayu :

1. Permintaan pasar yang terus meningkat akan kebutuhan bahan baku dan produk kayu pengendalian kualitas (QC)

2. Tekanan dunia untuk menangani masalah hutan dan ekosistem metode yang mendukung kegiatan manajemen hutan yang efisien dan efektif

22/06/2012

2


Teknologi NDT yang digunakan untuk mengevaluasi kualitas kayu dan kesehatan pohon berdiri:

1. Metode visual

2. Metode berbasis gelombang suara; sonik dan ultrasonik

3. Metode boring dan drilling

membantu rimbawan dalam pengelolaan hutan dan

melakukan pemantauan kesehatan pohon dan hutan


Beberapa alat NDT yang dapat digunakan untuk mengevaluasi kondisi pohon:

Fakopp SylvatestDuo Metriguard

Arbotom Picus

22/06/2012

3


Bor Riap Pylodin

Resistograph IML

Sonik Tomografi


• Metode berbasis gelombang suara waktu rambatan gelombang suara (ToF) : kecepatan gelombang suara

• Pencitraan digunakan untuk merekonstruksi sifat bahan berdasarkan data rambatan gelombang suara membedakan antara struktur alami kayu dengan kondisi pathologi yang muncul, retak dan pecah

22/06/2012

4


Kayu afrika


• Deteksi kondisi pohon berdasarkan kecepatan rambatan gelombang suara; dan impedansi elektrik (electrical impedance) kandungan kadar air, perubahan struktur sel

22/06/2012

5


Eboni


22/06/2012

6

Gelombang Ultrasonik


• Metode berbasis gelombang suara waktu rambatan gelombang suara (ToF) : kecepatan gelombang suara

• Pengujian yang dilakukan:

1. Pengujian radial : mengetahui/menduga kondisi internal

batang pohon

2. Pengujian longitudinal : menduga sifat mekanis lentur kayu,

kekakuan dinamis


Sylvatest Duo

Sylvatest Duo

radial measurement

longitudinal measurement

Mangium

22/06/2012

7

Table. 1 Ultrasonic wave velocities in the radial and longitudinal measurement, density, and dynamic MOE of the stem at breast of A. mangoum trees

Planting year Diameter Average

ovendry density Average

green density Average

green MC

Ultrasonic velocities

= RM =


= LM =

MOEd = LM =

(cm) (g.cm-3) (g.cm-3) (%) (m/s) (m/s) (kg.cm-2)

2005

1 16 0,49 0,98 100,35 1531 3894 151.728 2 15 0,50 1,02 104,65 1291 3987 166.378

3 15 0,46 0,92 102.22 1406 4291 173.612 4 14 0,51 1,02 99,75 1413 4123 176.004

Average 15 0,49 0,99 101,58 1410 4074 166.931 2006

5 15 0,47 0,99 110,85 1396 3900 153.293 6 10 0,43 0,94 120,71 1099 3522 119.557

7 11 0,55 1,09 98,66 1416 3478 134.242

8 12 0,38 0,97 155,73 1394 3387 113.515 Average 12 0,46 1,00 121,49 1326 3572 130.152

2007 9 13 0,35 0,65 86,80 1341 3809 95.752

10 11 0,35 0,71 102,42 1355 4176 126.584 11 10 0,55 1,15 164,76 1338 4322 200.546

12 10 0,52 1,16 121,58 1345 2534 76.194 Average 11 0,44 0,92 118,89 1345 3710 124.769

MC= moisture content, RM = radial measurement, LM = longitudinal measurement, MOEd = dynamic MOE

Sem

inar

Kes

ehat

an H

uta

n

Sem

inar

Kes

ehat

an H

uta

n

Velocity category

Value

(m/s)

Resume

Visual Assessment 1 ˃ 1600 Healthy or sound living tree 2 1200 –

1600 Sound tree, protuberance in trunk, changing color of foliage

3 800 -1200 Dieback and wilts in the crown, open wound in trunk

4 500 - 800 Soft till hollow branch stubs, abnormal swelling, tunnel of termite

5 ˂ 500 Large hollows and open wound in stem or stubs, many epiphytes and liana in trunk and twigs

Table - Ultrasonic wave velocity category based on resume of visual assesment

Sumber: Karlinasari, Lisdiana, Nandika (2011)

22/06/2012

8

Drill Resistance


• Drilling resistance awalnya dikembangkan oleh arborist untuk mendeteksi kondisi pohon di perkotaan (urban trees) terutama lokasi lubang dan lapuk

• Drilling resistance saat ini juga digunakan untuk menentukan lapuk, lubang, dan serangan rayap pada balok kayu, kolom, poles, dan piles

• Alat drilling resistance menunjukkan laju pergerakan jarum pada alat dalam mengetahui lokasi dan ukuran wilayah yang mengalami kerusakan

• Alat ini dilengkapi dengan kertas yang menunjukkan chart/grafik ketahanan bahan melalui grafik jalannya jarum yang masuk ke dalam bahan


Eucalyptus

22/06/2012

9


Eucalyptus

Tinggi uji fphn (cm) t (ms) V (m/s)

10 cm 38 373 647

130 cm 34 253 829

230 cm 32 188 1012

Res

isto

grap

h

Sylv

ates

tDu

o


Pinus isularis

fphn (cm) t (ms) V (m/s)

10 cm 55 244 1660

130 cm 50 236 1519

230 cm 49 231 1526

Res

isto

grap

h

Sylv

ates

tDu

o

22/06/2012

10

Terimakasih

Sem

inar

Kes

ehat

an H

uta

n

Pendugaan Kualitas Kayu Pohon Berdiri Menggunakan Pengujian Nondestruktif Metode Ultrasonik

Lina Karlinasari Departemen Hasil Hutan

Fakultas Kehutanan

Institut Pertanian Bogor

Seminar Kesehatan Hutan, Bogor 14 Juni 2012

22/06/2012

11

Pendahuluan

• Hutan merupakan sumberdaya alam multifungsi; produksi kayu

• “Wood” = Kayu memiliki keragaman sifat yang tinggi, karena pengaruh: genetik, lingkungan, perlakan budidaya, serangan mikroorganisme, dll

Latar Belakang



• Perlakuan budidaya ingin mengetahui kualitas kayu yang dihasilkan

• Serangan mikrorganisme (hama & penyakit) kualitas kayu yang dihasilkan seringkali tidak sesuai dengan yang diharapkan

Pengujian nondestruktif pada pohon berdiri untuk

mengetahui kualitas pohon berdiri ; kesehatan pohon kesehatan hutan

22/06/2012

12

• Teknologi pengujian nondestruktif/Nondestructive testing/evaluation (NDT/E) sukses dilakukan untuk menduga sifat mekanis kayu dan produk komposit kayu di industri kehutanan

• NDT pohon berdiri (living/standing trees) :

– mengetahui/menduga kondisi internal batang pohon (radial measurement)

– menduga sifat mekanis lentur kayu, kekakuan dinamis, (longitudinal measurement)

• Metode NDT gelombang ultrasonik



Sylvatest Duo

Sylvatest Duo

radial measurement

longitudinal measurement

to select mature trees that have superior properties for industry purposes

to apply optimal timber management practices

22/06/2012

13

Tujuan Penelitian


• Mengevaluasi kondisi internal pohon berdiri hutan tanaman Acacia mangium

• Mengetahui kerapatan kayu dan kekakuan dinamis (modulus elastisitas) pohon Acacia mangium

Bahan dan Metodologi


• Pohon A. mangium, RPH Maribaya Perum Perhutani • Total 12 pohon, 5, 6, and 7 tahun @ 4 pohon

22/06/2012

14


Pengujian longitudinal dan radial

SylvatestDuo

Bor riap


2 x VuMOEd

g

dimana: MOEd = modulus elastisitas dinamis (kg.cm-2)

Vu =kecepatan gelombang suara (m.detik-1)

ρ = kerapatan kayu (g.cm-3)

g = konstanta gravitasi (9,8 m.detik-2)

22/06/2012

15

Hasil Table. 1 Ultrasonic wave velocities in the radial and longitudinal measurement, density, and dynamic MOE of

the stem at breast of A. mangoum trees

Planting year Diameter Average

ovendry density Average

green density Average

green MC


= RM =


= LM =

MOEd = LM =

(cm) (g.cm-3) (g.cm-3) (%) (m/s) (m/s) (kg.cm-2) 2005

1 16 0,49 0,98 100,35 1531 3894 151.728

2 15 0,50 1,02 104,65 1291 3987 166.378 3 15 0,46 0,92 102.22 1406 4291 173.612

4 14 0,51 1,02 99,75 1413 4123 176.004 Average 15 0,49 0,99 101,58 1410 4074 166.931

2006 5 15 0,47 0,99 110,85 1396 3900 153.293

6 10 0,43 0,94 120,71 1099 3522 119.557 7 11 0,55 1,09 98,66 1416 3478 134.242

8 12 0,38 0,97 155,73 1394 3387 113.515 Average 12 0,46 1,00 121,49 1326 3572 130.152

2007

9 13 0,35 0,65 86,80 1341 3809 95.752 10 11 0,35 0,71 102,42 1355 4176 126.584

11 10 0,55 1,15 164,76 1338 4322 200.546 12 10 0,52 1,16 121,58 1345 2534 76.194

Average 11 0,44 0,92 118,89 1345 3710 124.769 MC= moisture content, RM = radial measurement, LM = longitudinal measurement, MOEd = dynamic MOE

Sem

inar

Kes

ehat

an H

uta

n

Figure 1. Relationship between ultrasonic wave velocities in the longitudinal measurement and dynamic MOE of A. mangium trees

y = 58,25x - 79895 R² = 0,648 r = 0,805

-

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

2000 2500 3000 3500 4000 4500

MO

Ed (

kg.c

m-2

)

UVlongitudinal (m/s)

Sem

inar

Kes

ehat

an H

uta

n

22/06/2012

16

y = -1E-04x + 1,342 R² = 0,1047

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

0 1000 2000 3000 4000 5000

Gre

en

de

nsi

ty (

g.cm

-3)

UVlongitudinal (m/s)

Figure 2. Relationship between ultrasonic wave velocities in the radial measurement and average green density of A. mangium trees

Figure 3. Relationship between ultrasonic wave velocities in the longitudinal measurement and average green density of A. mangium trees

y = 0,0001x + 0,8127 R² = 0,0056

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

0 500 1000 1500 2000

Gre

en

de

nsi

ty (

g.cm

-3)

UVradial (m/s)

Sem

inar

Kes

ehat

an H

uta

n

Kesimpulan

• Pohon A. mangium pada 3 KU yang dievaluasi dalam kondisi sehat

• Analisis statistik regresi menunjukkan hubungan yang baik antara kecepatan gelombang ultrasonik dengan sifat modulus elaastistas dinamis

• Gelombang ultrasonik dari pohon berdiri belum dapat digunakan untuk mendeteksi kerapatan kayu

Sem

inar

Kes

ehat

an H

uta

n

22/06/2012

17

• Metode NDT gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk memperoleh informasi secara cepat yang mendukung penilaian terhadap kondisi kesehatan pohon (hutan) dan menduga sifat kayu

Sem

inar

Kes

ehat

an H

uta

n

Terimakasih

Sem

inar

Kes

ehat

an H

uta

n

TEKNOLOGI PENGUJIAN NONDESTRUKTIF (NDT) …forda-mof.org/files/1. PPT LKS-NDT 2012 Gabungan.pdf ·...

Documents

Transcript of TEKNOLOGI PENGUJIAN NONDESTRUKTIF (NDT) …forda-mof.org/files/1. PPT LKS-NDT 2012 Gabungan.pdf ·...